Специальные способы литья. Литье в оболочковые формы

в оболочковую разовую форму. Материалы отливок: сталь, чугун, цветные сплавы.
Точность основного размера отливок 5т – 11, что соответствует 11 – 15 квалитету ГОСТ 25347-82.
Параметр шероховатости Rz = 20…160 мкм.
Масса отливки до 200 кг.
Способ применяют в серийном и массовом производствах.
Основные технологические операции получения отливок: изготовление оболочек, сборка (соединение) оболочек в формы, установка форм под заливку металлом, плавка металла и заливка форм, кристаллизация, выбивка, финишная обработка отливок.
Этим способом получают отливки из любых сплавов. В сравнении с литьем в песчаные формы обеспечивается: уменьшение шероховатости поверхности, улучшение товарного вида, сокращение до 10 раз объема переработки формовочных материалов, снижение в 2 раза капитальных затрат, уменьшение металлоемкости формовочного оборудования. Недостатки: высокая стоимость смоляного связующего, вредоносность процесса изготовления форм, недостаточная прочность оболочек.

рабочую поверхность подмодельной плиты разделительного покрытия, а также песчано-смоляной смеси, формирование и отвердение оболочки совместно с подмодельной плитой при температуре 300…400 °С, съема готовой полуформы с модельной плиты, рисунок 4.4.

Рисунок 4.4 – Схема изготовления оболочковой формы
1 – модель, 2 – подмодельная плита, 3 – песчано-смоляная смесь,
4 – выталкиватели, 5 - оболочковая форма

неразъемных разовых формах, изготавливаемых с использование выплавляемых, а также выжигаемых и растворяемых моделей однократного использования. Материал отливок – любые сплавы.
Точность основного размера отливки 3 – 9 ГОСТ 26645-85, что соответствует 10 – 14 квалитетам ГОСТ 25347 -82. Шероховатость поверхности Rz = 10…20 мкм. Применяется в серийном и массовом производствах, а также опытном и мелкосерийном.
Область применения – отливки из высоколегированных сталей и сплавов (лопатки газотурбинных двигателей, клапаны, шестерни, режущий инструмент). Масса отливки от 0,10 до 40 тонн.
Для изготовления формы применяют пресс-формы разъемные, точность которых выше моделей. В них в качестве модельного состава, размещаемого внутри, используют выплавляемые (воск) или выжигаемые материалы (пеннополистирол). Поместив пресс-форму в автоклав и нагрев модельный состав до температуры плавления, получают модель. По модели изготавливают многослойную керамическую оболочку с необходимой прочностью на основе кварца, корунда, магнезита, а также связующих материалов – жидкое стекло и др. При литье сплава на основе титана применяют графит, его температура плавления 1713°С.

паром, либо выжигают (пенополистирол), затем ее прокаливают до температуры 850…950°С. Пример блока отливки дан на рисунке 4.5.

Перед заливкой модель с подводящей литниковой питающей системой помещают в псевдокипящий песок.

Рисунок 4.5 – Блок отливки шестерни
1 – отливка; 2 – верхняя прибыль; 3 – стояк; 4 – питающий коллектор

с направленной кристаллизацией. Получают отливки из 2…4 кристаллов, ориентированных вдоль оси заготовки (пера лопатки ГТУ и ГТД). Столбчатая структура повышает жаропрочность, пластичность, термостойкость и выносливость лопаток по сравнению с равноосной структурой. Ресурс лопаток увеличивается в 1,5…2 раза. Направленная кристаллизация со скоростью роста 25…30 см/ч увеличивает длительную прочность жаропрочных сплавов при 975°С на 10 – 15%, пластичность – в 1,5…2 раза, сопротивление усталости на 20%.
К этому виду литья относятся также: литье по газифицируемым (выжигаемым) моделям, растворяемым, замораживаемым.

до полного затвердевания (ГОСТ 18169-86).
Время выдержки металла в пресс-форме под давлением 1,0…1,2 с на 1 мм толщины стенки.
Давление прессования до 200 МПа.
Изготавливают отливки из черных и цветных сплавов.
Точность основного размера отливки 2 – 3т ГОСТ 26645-85 и 8 – 9 квалитет ГОСТ 25347-82.
Шероховатость поверхности Rz = 5…20 мкм.
Масса отливки 0,01…0,3 т, КИМ 0,9.
Применяется в серийном, массовом производствах.

4.6 ШТАМПОВКА ОТЛИВОК ИЗ РАСПЛАВА

полость на гидравлических, фрикционных прессах, спецоборудовании, рисунок 4.6.

Рисунок 4.6 – Схемы процессов штамповки заготовок
а) поршневое прессование; б) пуансонное прессование;
в) пуансонно-поршневое прессование; г) выдавливание расплава в закрытые полости
1 – пуансон; 2 – пресс-форма; 3 – расплав; 4 - выталкиватель

а) б) в) г)

По оценкам экспертов технологии, разработанные на стыке процессов литья и обработки давлением, определят развитие заготовительного производства в XXI веке. Создан способ литья, отличающийся тем, что расплав пресс-формы после его затвердевания с кристаллизацией под давлением подвергают механическому прессованию. КИМ > 0,9. Энергозатраты снижаются в 3…4 раза в сравнении с традиционным литьем под давлением. Область использования – производство заготовок сложной формы (чугун, углеродистые стали, легкие и цветные сплавы).

переплавом непосредственно в литейную форму или в емкость, а затем в форму. Это позволяет исключить контакт расплава с атмосферой, сохранив его рафинированным. Существует наряду с другими центробежное и кокильное электрошлаковое литье, осуществляемое с применением электрошлаковой тигельной плавки (ЭШТП), рисунок 4.7. Материал отливок – легированные стали. Виды заготовок: коленчатые валы грузовых ДВС, штампы, полые слитки и др.

Рисунок 4.7 – Схема ЭШТП с заливкой металла во вращающуюся форму
1 – тигель; 2 – электрод; 3 – шлак; 4 – расплав; 5 – заливка расплава